TIDA-00915

Dreiphasiger 1,25-kW-200-VAC-GaN-Inverter mit kleinem Formfaktor – Referenzdesign für integrierte An

TIDA-00915

Designdateien

Überblick

Bei diesem Referenzdesign handelt es sich um einen dreiphasigen Inverter mit einer Dauerleistung von 1,25 kW bei 50 °C Umgebungstemperatur und 550 W bei 85 °C Umgebungstemperatur zum Antrieb von 200-V-AC-Servomotoren. Es verfügt über LMG3411R150-Galliumnitrid-Leistungsmodule (GaN) mit 600 V, einem integrierten FET und Gate-Treiber, welche zur effizienten Wärmeableitung auf einer 1,95-mm-IMS-Platine (Insulated Metal Substrate) montiert sind. Isolierung und Steuerschaltkreise werden auf separaten FR-4-Platinen montiert – die Abmessungen des Designs betragen 80 mm × 46 mm × 37 mm einschließlich Kühlkörper, Steuerung, Isolierung und Leistungsstufe. Dieser extrem kleine Formfaktor in Verbindung mit der Fähigkeit zu natürlicher lüfterloser Konvektionskühlung ermöglicht eine einfache Integration des Antriebs in den Motor, wodurch bei 6-Achsen-Motoranwendungen in der Robotik, CNC-Maschinen usw. der benötigte Platz im Schaltschrank um bis zu 50 % und die Kabellängen um bis zu 90 m reduziert werden.

Merkmale
  • GaN LMG3411R150 mit 600 V und 6 A ermöglicht eine Leistungsdichte von 150 W/in³ bei Umgebungsbedingungen von 50 °C bis zu 1,25 kW und bei Umgebungsbedingungen von 85 °C bis zu 550 W.
  • Extrem kleiner Formfaktor und natürliche lüfterlose Konvektionskühlung ermöglichen einfache Integration des Antriebs in den Motor, wodurch Platz und Verkabelungskosten gespart werden
  • Sehr schneller Schaltübergang (<5 ns) mit minimalem Spannungsüberschwingen der Schaltknoten für weniger EMI
  • Hocheffiziente Leistungsstufe (Spitzenwirkungsgrad >99 % bei 32-kHz-PWM) reduziert die Größe des Kühlkörpers
  • Schutz gegen Gate-Unterspannung, Bausteinüberstrom und Übertemperatur
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Eine voll bestückte Platine wurde nur für Test- und Leistungsvalidierung entwickelt. Sie wird nicht zum Verkauf angeboten.

Designdateien und Produkte

Designdateien

Laden Sie sich sofort einsetzbare Systemdateien herunter, um Ihren Designprozess zu beschleunigen.

TIDUCM9A.PDF (8036 KB)

Überblick über Referenzdesigns und verifizierte Leistungstestdaten

TIDRQU5A.ZIP (320 KB)

Detaillierter Überblick über das Design-Layout zur Bestimmung der Position der Komponenten

TIDRQU4A.ZIP (125 KB)

Vollständige Liste mit Designkomponenten, Referenz-Bezeichnern und Hersteller-/Teilenummern

TIDRQU7A.ZIP (2682 KB)

Dateien für 3D-Modelle oder 2D-Zeichnungen von IC-Komponenten

TIDCDE8A.ZIP (1499 KB)

Designdatei mit Informationen zur physikalischen Platinenschicht der Design-Platine

TIDRQU6A.ZIP (1663 KB)

Leiterplattenschicht-Plotdatei zur Erstellung des Design-Layouts der Leiterplatte

TIDRQU3A.ZIP (695 KB)

Detailliertes Schaltplandiagramm für Design-Layout und Komponenten

Produkte

Enthält TI-Produkte in der Entwicklung und mögliche Alternativen.

AND-Gatter

SN74AHC1G08Highspeed-AND-Gatter (9 ns), 1 Kanal, 2 Eingänge, 2 V bis 5,5 V

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Digitalisolatoren

ISO7721Robuster, zweikanaliger, verstärkter 1/1-Digitalisolator mit EMV-Schutz

Datenblatt: PDF | HTML
Shunt-Spannungsreferenzen

TL431Einstellbarer Präzisions-Shunt-Regler

Datenblatt: PDF | HTML
Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TLV1117Linearer Spannungsregler, 800 mA, 15 V

Datenblatt: PDF | HTML
Galliumnitrid (GaN)-Leistungsstufen

LMG3411R150GaN, 600 V, 150 mΩ, mit integriertem Treiber und Zyklus-für-Zyklus-Überstromschutz

Datenblatt: PDF | HTML
AND-Gatter

SN74LVC1G11UND-Gatter, 1 Kanal, 3 Eingänge 1,65 V bis 5,5 V, 32-mA-Treiberstärke

Datenblatt: PDF | HTML

Technische Dokumentation

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Typ Titel Neueste englische Version herunterladen Datum
* Designleitfaden Three-phase, 1.25-kW, 200-VAC small form factor GaN inverter reference design (Rev. A) 15.03.2019
Anwendungshinweis Designing With the Improved TL431LI (Rev. A) 28.06.2019
Anwendungshinweis Thermal Comparison of FR-4 and Insulated Metal Substrate PCB for GaN Inverter 24.06.2019
Anwendungshinweis High Voltage Half Bridge Design Guide for LMG3410 Smart GaN FET (Rev. A) 10.11.2018
Technischer Artikel GaN reliability standards reach milestone PDF | HTML 18.09.2017
Whitepaper GaN power module performance advantage in DC/DC converters 02.03.2015

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